JPS6128013Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関のピストンの冷却装置に関
するものであり、とくにピストンの熱をピストン
が下死点近傍にあるときに効率よくピストンリン
グから奪いとるようにした冷却装置に関するもの
である。

内燃機関の燃費を改善するためには、高圧縮比
化が効果的であるが、高圧縮比化をはかつた場合
ノツキングが発生し易くなる。ノツキングの発生
を防止するためには、燃焼室の壁面の温度を下げ
ることが有効であり、この意味でピストン頂面の
温度を低下させることが望ましい。

ピストンの冷却においては、燃焼室からピスト
ンに伝わる熱量のうちその約80％がピストンリン
グからシリンダブロツクを介して冷却水に放熱さ
れるといわれている。したがつて、ピストンリン
グから冷却水までの熱伝達を良好にすることが、
ピストン冷却においてとくに重要となる。

本考案は、ピストンリングから冷却水への放熱
を効率よく行ない、ピストンを十分に冷却してノ
ツキングの発生を防止し、究極的には燃費を改善
し性能向上をはかることを目的とするものであ
る。

上記の目的を達成するために、本考案のピスト
ンの冷却装置においては、シリンダブロツクのウ
オータジヤケツトのうちピストン下死点近傍のウ
オータジヤケツトを別系統の冷却系統に形成し、
該系統の水温をより低くする。また、ピストン下
死点近傍のウオータジヤケツトの周壁を熱伝導性
の良好な部材で構成し、ピストンが下死点近傍に
きてシリンダボア壁面との接触時間が長くなると
きに、ピストンリング、熱伝導性の良好な部材を
介して、下死点近傍のウオータジヤケツト内の冷
却水に効率よく放熱することができるようになつ
ている。

以下に、本考案の望ましい実施例を図面を参照
しながら説明する。

図は本考案による実施例装置の縦断面を示して
いる。シリンダブロツク１に形成されるウオータ
ジヤケツトは、ピストン２の下死点近傍とその他
の部分とで別々のウオータジヤケツト３，４に形
成されており、それぞれシリンダブロツク１の長
手方向に延びている。

ウオータジヤケツト３には、シリンダブロツク
１からシリンダヘツド５を介してラジエータ６へ
と循環する通常の冷却系が設けられている。この
冷却系にはポンプ７があり、ラジエータ６にはサ
ーモスタツト８によつてラジエータ６への流れを
コントロールするバイパス回路９が設けられてい
る。

別に設けられたウオータジヤケツト４は、ラジ
エータ６のうち通常の冷却系が循環する部分とは
独立に区画されたラジエータ６ａにより循環系を
形成しており、独立に強力に冷却ができるように
なつている。この冷却系にはポンプ１０があり、
ラジエータ６ａにはサーモスタツト１１によつて
ラジエータ６ａへの流れをコントロールするバイ
パス回路１２が設けられている。

このうち、ピストン下死点近傍のウオータジヤ
ケツト４は、そのシリンダボア１３側内壁が熱伝
導性の良好な材料、たとえば銅、アルミ合金等か
らなる部材１４にて形成されている。また、鋳鉄
等からなるシリンダボア１３の壁面のうち、前記
ピストン下死点近傍のウオータジヤケツト４に対
応する部分はその肉厚が薄くなつている。さら
に、前記部材１４は、前記シリンダボア１３のう
ち肉厚が薄く形成された部分の補強のために、ま
た伝熱面積を大きくして伝熱量を増大させるため
に、そのウオータジヤケツト側表面をフイン構造
にしてもよい。

その他、ピストンリング１５、オイルリング１
６、ピストンピン１７、コンロツド１８、給排気
弁１９、点火プラグ２０については通常のもので
ある。

以上のように構成された本考案のピストンの冷
却装置においては、ピストン下死点近傍のウオー
タジヤケツト４のシリンダボア１３側は、シリン
ダボア１３の肉厚が薄くかつ部材１４が熱伝導性
の良好な材質からなつているので、この部分の熱
伝導効率がよい。また、ウオータジヤケツト４に
循環される冷却水は低温にコントロールされるの
で、冷却水とピストン２との温度差は大きくな
る。したがつて、ピストン２が下死点近傍にきた
とき、ピストン２の熱量は、ピストンリング１
５、シリンダボア１３、部材１４を介して、効率
よくかつ強力に冷却水に放熱されることになる。

また、ピストン２の上下移動の位相は正弦曲線
となるので、ピストン２が下死点近傍にきたとき
ピストン２の上下方向速度は最も遅くなり、した
がつてピストンリング１５とシリンダボア１３の
接触時間が長くなる。この接触時間が長くなるこ
とにより、ウオータジヤケツト４によるピストン
２の冷却時間も長くなり、ピストン２からの放熱
量も大きくなる。さらにピストン下死点近傍で
は、ピストン上下移動速度が遅いことにより、オ
イルリング１６の変形量が小さくなつてシリンダ
ボア１３への圧接力が大きくなり、シリンダボア
内面の油膜が薄くなつて熱伝導効率がよくなる。

また、ウオータジヤケツト４が下死点近傍に設
けられたことにより、下死点側ウオータジヤケツ
ト３の如きシリンダヘツド５取付のためのボルト
穴等の干渉物がなく、かつピストンが下死点近傍
にきたときは、排気弁１９が開いてシリンダボア
内圧力が低下するのでシリンダボア１３の肉厚を
薄くしても強度上さしつかえなく、その目標とす
る構造を容易に形成できる。

以上の通りであるから、本考案のピストンの冷
却装置によるときは、ピストン下死点近傍に別回
路のウオータジヤケツトを設けたことにより、強
力に冷却されるシリンダボア部とピストンリング
との接触時間が長くとれ、ウオータジヤケツトの
水温は独立に低温にコントロールでき、かつ熱通
過部の熱伝導率をよくしてあるので、ピストンは
ピストンリングを介して強力にしかも効率よく冷
却される。

さらに、上記冷却部を高温の燃焼室から離して
ピストン下死点近傍に設けたので、冷却水循環系
の熱損失が少ない。

以上のような高能力かつ高効率のピストン冷却
により、ピストン頂面が十分に冷却され、焼付や
ノツキングの発生を防止することができ、これに
より燃費を改善し性能向上をはかることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案装置の縦断面図である。 １……シリンダブロツク、２……ピストン、
３，４……ウオータジヤケツト、５……シリンダ
ヘツド、６，６ａ……ラジエータ、７，１０……
ポンプ、８，１１……サーモスタツト、１３……
シリンダボア、１４……熱伝導性の良好な材質か
らなる部材、１５……ピストンリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダブロツクに形成されるウオータジヤケ
   ツトを、ピストン下死点近傍とその他の部分とで
   別系統に形成し、前記ピストン下死点近傍のウオ
   ータジヤケツトの内周面側を熱伝導性の良好な部
   材により構成したことを特徴とするピストンの冷
   却装置。